提高氮化鋁陶瓷熱導(dǎo)率的途徑:提高氮化鋁粉末的純度,理想的氮化鋁粉料應(yīng)含適量的氧。除氧以外,其他雜質(zhì)元素如Si、Mn和Fe等,也能進入氮化鋁晶格,造成缺陷,降低氮化鋁的熱導(dǎo)率。雜質(zhì)進入晶格后,使晶格發(fā)生局部畸變,由此產(chǎn)生應(yīng)力作用,引起位錯、層錯等缺陷,增大聲子散射,故應(yīng)該提高氮化鋁的粉末的純度。改進氮化鋁粉末合成方法,制備出粒徑在1μm以下,含氧量1%的高純粉末,是制備高導(dǎo)熱氮化鋁陶瓷的前提。此外,對含燒結(jié)助劑的氮化鋁粉末,引入適量的碳,在制備氮化鋁陶瓷的燒結(jié)過程中,于致密化之前,先對氮化鋁粉末表面的氧化物進行還原碳化,也能使氮化鋁陶瓷的熱導(dǎo)率提高。氮化鋁硬度高,超過傳統(tǒng)氧化鋁,是新型的耐磨陶瓷材料。天津耐溫氮化鋁粉體生產(chǎn)商
氮化鋁粉體的制備工藝主要有直接氮化法和碳熱還原法,此外還有自蔓延合成法、高能球磨法、原位自反應(yīng)合成法、等離子化學(xué)合成法及化學(xué)氣相沉淀法等。直接氮化法:直接氮化法就是在高溫的氮氣氣氛中,鋁粉直接與氮氣化合生成氮化鋁粉體,其化學(xué)反應(yīng)式為2Al(s)+N2(g)→2AlN(s),反應(yīng)溫度在800℃-1200℃。其優(yōu)點是工藝簡單,成本較低,適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。其缺點是鋁粉表面有氮化物產(chǎn)生,導(dǎo)致氮氣不能滲透,轉(zhuǎn)化率低;反應(yīng)速度快,反應(yīng)過程難以控制;反應(yīng)釋放出的熱量會導(dǎo)致粉體產(chǎn)生自燒結(jié)而形成團聚,從而使得粉體顆粒粗化,后期需要球磨粉碎,會摻入雜質(zhì)。紹興球形氮化鋁品牌陶瓷注射成型技術(shù)是一種制造復(fù)雜形狀陶瓷零部件的新興技術(shù)。
氮化鋁陶瓷的注射成型:排膠工藝,由于注射成型坯體中有機物含量較高,排膠過快會造成坯體開裂、起泡、分層和變形,因此,如何快速高效排膠成為注射成型的一大難點。排膠工藝包括熱排膠和溶劑排膠。起初主要采用熱排膠,簡單地把有機物燒除,這種方式能耗高、時間長。為了提高排膠效率,一些學(xué)者探索了溶劑排膠的工藝。由于粘結(jié)劑中石蠟占比重較大,溶劑排膠主要是將坯體中的石蠟溶解,其他粘結(jié)劑仍能維持坯體形狀。溶劑排膠結(jié)合熱工藝排膠可以縮短排膠時間。注射成型的工藝特點:可近凈尺寸成型各種復(fù)雜形狀,很少(或無需)進行機械加工;成型產(chǎn)品生坯密度均勻,且表面光潔度及強度高;成型產(chǎn)品燒結(jié)體性能優(yōu)異且一致性好;易于實現(xiàn)機械化和自動化生產(chǎn),生產(chǎn)效率高。
氮化鋁陶瓷具有優(yōu)良的絕緣性、導(dǎo)熱性、耐高溫性、耐腐蝕性以及與硅的熱膨脹系數(shù)相匹配等優(yōu)點,成為新一代大規(guī)模集成電路、半導(dǎo)體模塊電路及大功率器件的理想散熱和封裝材料。成型工藝是陶瓷制備的關(guān)鍵技術(shù),是提高產(chǎn)品性能和降低生產(chǎn)成本的重要環(huán)節(jié)之一。隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的成型方法已難以滿足人們對陶瓷材料在性能和形狀方面的要求。陶瓷的濕法成型近年來成為研究的重點,因為濕法成型具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、成本低和可制備復(fù)雜形狀制品等優(yōu)點,易于工業(yè)化推廣。濕法成型包括流延成型、注漿成型、注射成型和注凝成型等。純凈的AlN陶瓷可以用作透明陶瓷制造電子光學(xué)器件裝備的高溫紅外窗口和整流罩的耐熱涂層。
氮化鋁陶瓷的制備技術(shù):注射成型被國際上譽為“當今很熱門的零部件成形技術(shù)”。陶瓷注射成型是將聚合物注射成型方法與陶瓷制備工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的一種制備復(fù)雜形狀的陶瓷零部件的新興工藝。相對于傳統(tǒng)成型工藝,它的優(yōu)點主要包括:機械化和自動化程度高、生產(chǎn)效率高、成型周期短、坯體強度高;成型的陶瓷產(chǎn)品具有極高的尺寸精度和表面光潔度;成型產(chǎn)品燒結(jié)體性能優(yōu)越且一致性較好;可近凈尺寸成型各種復(fù)雜形狀,很少甚至無需進行機械加工后處理。需要注意的是,由注射成型得到的制品,其脫脂是一個尤為重要的階段,因為絕大多數(shù)的缺陷都在脫脂階段形成,如裂紋、氣孔、變形、鼓泡等情況,并且在脫脂過程中產(chǎn)生的缺陷無法通過后期的燒結(jié)來彌補,所以在某種程度上脫脂決定了很終產(chǎn)品質(zhì)量。由于注射成型坯體中有機物含量較高,脫脂過快會導(dǎo)致很多缺陷的發(fā)生。因此,脫脂工藝優(yōu)化是注射成型工藝中的一大難題和研究重點。氮化鋁很高可穩(wěn)定到2200℃,室溫強度高,且強度隨溫度的升高下降較慢。天津耐溫氮化鋁粉體生產(chǎn)商
氮化鋁防導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,是良好的耐熱沖擊材料。天津耐溫氮化鋁粉體生產(chǎn)商
氮化鋁膜是指用氣相沉積、液相沉積、表面轉(zhuǎn)化或其它表面技術(shù)制備的氮化鋁覆蓋層 。氮化鋁膜在微電子和光電子器件、襯底材料、絕緣層材料、封裝材料上有著十分廣闊的應(yīng)用前景。由于它的聲表面波速度高,具有壓電性,可用作聲表面波器件。此外,氮化鋁還具有良好的耐磨損和耐腐蝕性能,可用作防護膜。氮化鋁膜很早用化學(xué)氣相沉積(CVI)制備,其沉積溫度高達1000攝氏度以上。后來,通過采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積,或用物相沉積((PVD)方法,其沉積溫度逐步降到500攝氏度以下、甚至可以在接近室溫條件下沉積。大多數(shù)氮化鋁膜為多晶,但已在藍寶石基材上成功地外延生長制成單晶氮化鋁膜。此外,也曾沉積出非晶氮化鋁膜。天津耐溫氮化鋁粉體生產(chǎn)商
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